(57)【要約】【課題】自然風力を利用する換気装置の排気圧を少なくし、能率良く換気をする。【解決手段】筒１の上端部に挟み込む如く風車２と風圧扇４をバランス良くスライド装置８を介して係合させ、且つ風車２の外周を囲むように風向羽根３を筒１に堅固に固定させ、風の方向を風向羽根３により進路を矯正し、風車２に風を与え、これと係合している筒１内の風圧扇４を回転させ、筒１内の空気を上方に一直線に排気し、排気圧を小さくして能率的に排気する。【選択図】図２
2005121260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒１を挟み込む如く風車２と風圧扇４を回転リング１１に取り付け、筒１の上端部に装置した自在に回転するスライド装置８を介して筒１と係合し、且つ風車２を囲む如く風向羽根３を筒１に結合して構成される風力自然換気装置。
【請求項２】
風車２と風圧扇４の係合を歯車を介して係合させた請求項１記載の風力自然換気装置。
【請求項３】
隔壁筒２０の内面に回転羽根７を、外側に風車羽根６を結合し、その上端部ならび下端部にスライド装置８により固定羽根５を有する風向羽根３の構成体に回転自在に係合されてなる風力自然換気装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２又は請求項３記載の自然風車２１を上部に取り付けたダクト２２の中間より家屋の内部に挿入し、下端部には雨水排水装置２３を設置して構成される風力自然換気装置システム。
【請求項５】
携帯電話局の無線機器収納箱３１の上部付近に自然風車２１と雨水排水装置２３を取り付けたダクト２２を挿入し、内部の天井付近に設置した熱交換器３２を介して底部付近より外部にダクト２２を出し、端部に蒸発装置３３を結合し、この蒸発装置３３の上方に空調室内機３４のドレン管３５を挿入して構成される風力自然換気装置システム。
【請求項６】
鉄柱３８を有する携帯電話局において、鉄柱３８の上端部に自然風車２１を設置し、鉄塔３８の内部をダクトとして利用し、地上付近よりダクト２２を介して無線機器収納箱３１に挿入されるが、その中間に風力発電装置３９を装置して構成される風力自然換気装置システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自然風力を能率的に利用した換気装置と、これを用いて建物や工作物の換気を能率的に行う装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、存在する建物の筒型のダクトによる自然換気方式は、例えば建物よりダクトを屋根面まで立ち上げ、その先端に風車を付けて、風力で風車を回転させることにより、建物内の換気をする方式がある。
【０００３】
これらの多くはダクト内に雨等の進入を防ぐ為、風車に雨覆いを付け、その中に風車を納めたり、雨覆いを風車にして換気を行っていた為、排気が雨覆いに遮られ、排気方向が変えられる為、排気圧が高くなり排気能力が悪かった。
【０００４】
したがって充分な排気を行えない為、風車を電気動力で回転させたりしていたが、自然な風力を効率良く利用していない状態であった。
【０００５】
又風車をプロペラ式風車にすると自然風力の取り込みは能率よくなるが、大型となり、又外観的、安全面より家等の建物には不向きであった。
【特許文献１】特開２００３−１２０５０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする問題点は、ダクト式の換気装置は、建物内に雨等を進入させない構造となっている為、逆に自然な風力を能率的に利用できない点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、排気装置の先端の排気圧を極力低下させ、その為にダクト内に雨等が進入するが、雨水排水装置により自動的に排水し、さらに羽根を有する風車の構造を風車と風圧扇をバランス良く支持させ、軸受の摩擦力を小さくし、風力を充分利用できる構造とすることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の風力自然換気装置は、ダクト内に雨水等が浸入してもこれを排水することによりダクト上部の排気方向を風圧扇と一直線とすることが出来るので、排気を能率的におこなえ、又風車の構造は、外形を大きくするか縦長にするかにより大型にも小型にも設計し易く、さらに外部に回転体が露出しないので安全でもある。
【０００９】
常時人が生活していない別荘とか家とかに本発明の風力自然換気装置を取り付ければ、電力を必要とすることなく部屋や床下の換気を自然におこなうことが出来、カビ等の発生を防ぎ、あわせて構造物の寿命を延ばすことが可能である。
【００１０】
本発明の風力自然換気装置は、携帯電話局の通信機器収納箱に設置し、その排気通路に収納箱内冷却用のクーラーのドレン水の点滴を行うことにより、気化熱を奪った排気を収納箱内に設置した熱交換装置を介し、内部の熱と箱体の上部の太陽熱の輻射熱も奪い去り、箱内の温度を若干でも下げることにより、クーラーの稼動を低下させることが可能である。
【００１１】
さらに山間部に見られる携帯電話局のアンテナ用の高い鉄柱の最上部に風力自然換気装置を設置し、且つ鉄柱の内部をダクトとして利用すれば、高度と装置の大型化が得られ、排気量も大幅に大きくなる為、風洞の途中に充電用の小型の発電機を設置すれば、その発電機を回転させられる風力を得ることが出来、発生電力を無線機器用のバッテリーの充電用に利用し、商用電力の使用率を下げることも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
ダクトの上端部の排気圧を極力小さくし、出来る限り風力を有効に利用し、損失の少ない装置とすると共に、外部に回転体が露出しない安全な構造を実現した。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の一実施例の水平方向の断面図あって、１は筒、２は風車、３は風向羽根、４は風圧扇である。
【００１４】
一般に風は、一方向より吹き、図示の如く筒１に固定されている風向羽根３の固定羽根５により方向が矯正され、主に風車の左側の風車羽根６に当り、右側には出来る限り当らないようになる為、風車２は右方向に回転し、これと連結された風圧扇４も共に回転し、その回転羽根７により筒１の内部の空気を手前より排気される構造となっている。
【００１５】
図２は、自然風車の縦方向の部分断面図であり、筒１の天端にはスライド装置８が装置され、これを両端から挟み込む如く風圧扇４と風車２が回転自在に装置され、この風車２を取り囲む如く風向羽根３が筒１に固定されて成り立っている。
【００１６】
図３は、自然風車の要点部分の部分拡大図であり、筒１の天端は複数のＵ字型ローラー９が回転自在に取り付けられ、そのＵ字溝にガイドレール１０が回転リング１１に固定され、その回転リング１１の一端には風車羽根６が、他端には回転羽根７が堅固に固定され、さらに風車羽根６を抱え込む如く固定羽根５が円形に配列され、筒１に堅固に固定されている。
【００１７】
風車羽根６に風を受けると、ガイドレール１０がＵ字型ローラー９により回転され、それと共に回転羽根７が回転するが、自然の風力はある場合強いので、風車２を上方に押し上げようとする力が作用するので、これを防止する為、Ｕ字型ローラー９と共にストッパー１２が固定され、又風車羽根６と回転羽根７は、筒１に接触する力が作用するので、複数の風車ローラー１３と回転羽根ローラー１４によりガイドされながら、円滑な回転が得られるようになっている。
【００１８】
又回転羽根７は、筒１内の空気を上方に設置した目の粗い防塵網１５をすり抜け排気する代わりに自身は下方に押し込まれる力が作用するのでＵ字型ローラー９からガイドレール１０が浮くのを抑える都合の良い作用も生じるし、又最も重要なことは、スライド装置８を境にして風車２と風圧扇４のバランスが合うように且つ重量を軽減すれば風車２の円滑な回転が得られる。
【実施例２】
【００１９】
図４は、風圧扇４の回転数を調節可能なようにしたもので、風車２と風圧扇４とを分離支持する為、風圧扇軸受１６を最小限の連結棒により筒１に支持され、風車２とは回転リング１１の内歯車１７、中継歯車１８、風圧扇歯車１９を介して係合され、風圧扇４の回転を風車２より上げて排気量を多くしたものであり、これら歯車は、雨等より保護する為、カバーで部分的に覆われている。
【実施例３】
【００２０】
図５は、円筒形の隔壁筒２０の内側には回転羽根７を外側には風車羽根６を溶接等により堅固に結合し、固定羽根５を支持している上下のリングの内側にそれぞれスライド装置８を固定し、これに隔壁筒２０を回転自在に係合させたものである。
【実施例４】
【００２１】
図６は、本発明の自然風車２１を住宅に設置した部分断面図で、ダクト２２の途中より雨等が入らないように傾斜して住宅内に取り込まれており、下端は、雨水排水装置２３が装置されている。
【００２２】
自然風車２１は、上方が開口となっている為、雨がダクト２２内に入るが、下端の雨水排水装置２３により自動的に雨水は排水され、又特に必要としないが、大雨の時や湿気の多い日には外気が建物内に入り込まないようバイパス弁２４を取り込みダクトの中間に設け、これを湿度センサー２５により動作させ、湿度がある値以上となるとバイパス弁２４を動作させ、自然風車２１の入力空気は部屋内でなく、外気から直接送り込むことができるようにしてある。
【００２３】
図７は、雨水排水装置２３の一実施例を示したもので、ダクト２２の下端にＬ型の排水管２６を取り付け、その末端に傾斜して蓋２７が開閉自在となるようチョウバン２８により保持され、通常はその自重によりパッキン２９を押さえつけている。
【００２４】
雨水がある量を越えるとその水圧で蓋２７は開き、雨水を排水し、無くなるとその自重で又閉じ、外気をダクト２２内に入り込ませないようにしてある。
【００２５】
図８は、雨水排水装置２３の別の実施例で、Ｕ字型をしたＵ字管３０を取り付け、雨水があるレベル以上となるとその末端から排水されるが、常にある雨水が残り、ダクト２２の内部と外部を遮断している。
【実施例５】
【００２６】
図９は、携帯電話局の無線機器収納箱３１に自然風車２１を装置し、ダクトは内部の天井付近に設けた熱交換器３２を介して底部へと抜けており、外部に出て蒸発装置３３により外部と連絡して且つ、ダクトの中間には空調室内機３４のドレン管３５がさしこまれている。
【００２７】
自然風車２１が回転すると蒸発装置３３部分より外気が取り込まれ、室内天井付近の温度が外気温より高い場合、無線機器収納箱３１の天井付近の無線機器からの熱と、太陽の直射熱を外部と内部の空気を遮断しながら熱交換器３２により奪い、室内の温度をわずかでも低下させることにより空調室内機３４の稼動を低下させるようにしたものである。
【００２８】
図１０は、蒸発装置３３の説明用の部分断面図で、ダクト２２の下方はラッパ状に開き、内部に布等でできた網３６がラッパ状に保持され、その頂上付近にドレン管３５の末端が位置されており、蒸発装置３３の下方には受皿３７が配置されている。
【００２９】
ドレン管３５よりのドレン水は少しずつ網３６に点滴され、下方へ低下していくが、裏側より外気が吹き上げられ、ドレン水は蒸発するが、この時、ダクト内の外気は気化熱を奪われ、温度が幾分低下し、熱交換器３２の効率を上昇させるようにしたものである。
【実施例６】
【００３０】
図１１は、携帯電話局の山間部によく設置されるアンテナ用の鉄柱３８をダクトのかわりに利用したもので、鉄柱３８と無線機器収納箱３１の間のダクト２２に風力発電装置３９を装置したものである。
【００３１】
通常鉄柱３８は高く且つ山間部に多く建てられている為、風の力が強く又鉄柱３８は強度もあり、さらに太さも太いので自然風車２１は大型に設計でき、より大きな排気が得られるので、強い駆動力を要する風力発電装置３９を稼動させることが可能である。
【００３２】
図１２は、風力発電装置３９の説明用の断面図であり、発電風車４０はダクト２２の内部に軸受４１ａ、４１ｂにより支持され、その回転力は円周に設けた歯車を介して発電機４３に伝えられる。
【００３３】
図１３は、鉄柱３８の途中にダクトの開口を設けることは構造上又、機能上できないので、鉄柱内部への点検蓋４４にダクト２２および雨水排水装置２３を取り付けたものである。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
別荘とかの家屋は、常時人が居ないと、屋内の空気が停滞し、特に入梅時期にはカビ等が発生し、又湿気を好む生物が繁殖する為、傷みが早くなるので、これを防止する為に電気を必要としないで換気が出来る。
【００３５】
物凄い数の携帯電話局が設置されており、無線機器収納箱内には無線機器の冷却の為、複数のクーラーが設置されており、外気温が内部より低下していても外気と遮断されている為、クーラーは稼動しており、本装置を取り付けることにより外気で内部の熱を幾分でも排出するので、クーラーの稼動を低下させることが可能であると同時にクーラーのドレン水の気化熱をも利用できる。
【００３６】
鉄柱型の携帯電話局の場合には、より大きな排気が得られるので、無線機器の冷却のみならず、同時に風力発電装置も稼動させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】風力自然換気装置の実施例を示した水平断面図である。（実施例１）
【図２】（実施例１）の縦断面図である。
【図３】（実施例１）の主要部の断面図である。
【図４】風力自然換気装置の実施例を示した主要部分断面図である。（実施例２）
【図５】風力自然換気装置の別の実施例を示した縦断面図である。（実施例３）
【図６】風力自然換気装置を家屋に実施した説明図である。（実施例４）
【図７】雨水排水装置の実施例を示した部分断面図である。
【図８】雨水排水装置の別の実施例を示した部分断面図である。
【図９】風力自然換気装置を無線機器収納箱に実施した説明断面図である。（実施例５）
【図１０】蒸発装置の実施例を示した説明図である。
【図１１】風力自然換気装置を鉄柱に実施した説明図である。（実施例６）
【図１２】風力発電装置の説明用部分断面図である。
【図１３】鉄柱の点検蓋にダクトと雨水排水装置を取り付けた部分断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    筒
２    風車
３    風向羽根
４    風圧扇
５    固定羽根
６    風車羽根
７    回転羽根
８    スライド装置
１１  回転リング
１５  防塵網
２０  隔壁筒
２１  自然風車
２２  ダクト
２３  雨水排水装置
３１  無線機器収納箱
３２  熱交換器
３３  蒸発装置
３５  ドレン管
３６  網
３８  鉄柱
３９  風力発電装置
４０  発電風車
【図１】
2005121260.tif 000003
【図２】
2005121260.tif 000004
【図３】
2005121260.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005121260.tif 000007
【図６】
2005121260.tif 000008
【図７】
2005121260.tif 000009
【図８】
2005121260.tif 000010
【図９】
2005121260.tif 000011
【図１０】
2005121260.tif 000012
【図１１】
2005121260.tif 000013
【図１２】
2005121260.tif 000014
【図１３】
2005121260.tif 000015